О результатах испытаний антидебрисных фильтров для тепловыделяющих сборок реакторов
Во ФГУП ЭНИЦ создан экспериментальный циркуляционный стенд ″ Фильтр-1″ , предназначенный для проведения испытаний антидебрисных фильтров применительно к ТВС РУ с водным теплоносителем типа ВВЭР-440 (1000). В процессе выполненного исследования была отработана методика испытаний на стенде ″ Фильтр-1″...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Datum: | 2005 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2005
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80395 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | О результатах испытаний антидебрисных фильтров для тепловыделяющих сборок реакторов / В.А. Гашенко, В.С. Курсков, О.Н. Абакумова, В.Д. Локтионов // Вопросы атомной науки и техники. — 2005. — № 3. — С. 98-103. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-80395 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Гашенко, В.А. Курсков, В.С. Абакумова, О.Н. Локтионов, В.Д. 2015-04-17T16:29:03Z 2015-04-17T16:29:03Z 2005 О результатах испытаний антидебрисных фильтров для тепловыделяющих сборок реакторов / В.А. Гашенко, В.С. Курсков, О.Н. Абакумова, В.Д. Локтионов // Вопросы атомной науки и техники. — 2005. — № 3. — С. 98-103. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80395 621.039.587.001.6 Во ФГУП ЭНИЦ создан экспериментальный циркуляционный стенд ″ Фильтр-1″ , предназначенный для проведения испытаний антидебрисных фильтров применительно к ТВС РУ с водным теплоносителем типа ВВЭР-440 (1000). В процессе выполненного исследования была отработана методика испытаний на стенде ″ Фильтр-1″ , а затем экспериментально оценена эффективность и определены гидравлические характеристики антидебрисных фильтров конической формы. Каждый из антидебрисных фильтров представлял собой конус, собранный из колец различного диаметра с толщиной стенки 1,5 мм, изготовленных из нержавеющей стали. Фильтры отличались между собой шириной кольцевых щелей (размерами в свету) 1,15; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0 мм и соответственно высотой конической части (конуса). Полученные результаты имеют важное практическое значение с позиции решения вопроса об оснащении ТВС ВВЭР антидебрисными фильтрами. Во ФГУП ЕНІЦ створено експериментальний циркуляційний стенд «Фільтр-1», призначений для випробувань антидебрiсних фільтрів стосовно ТВЗ РУ з водним теплоносієм типу ВВЕР-440 (1000). В процесі виконання досліджень була відпрацьована методика випробувань на стенді «Фільтр-1», а потім експериментально оцінена ефективність та визначені гідравлічні характеристики антидебрісних фільтрів конічної форми. Кожний із антидебрісних фільтрів – це конус, зібраний із кілець різного діаметра з товщиною стінки 1.5 мм, виготовлених із нержавіючої сталі. Фільтри відрізняються між собою шириною кільцевих щілин (розмірами до світла) 1.15, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0 мм і відповідно висотою конічної частини (конуса). Отримані результати мають важливе практичне значення з позиції рішення питання про оснащення ТВЗ ВВЕР антидебрісними фільтрами. FSUE “EREC” developed a circulation test facility “Filter-1” used for testing of anti- debris filters as applied to VVER-440 (1000) RP FA with water coolant. In the course of investigations performed a test procedure was tested in test facility “Filter-1”, and then the efficiency was evaluated experimentally and hydraulic characteristics of anti-debris filters of conic form were determined. Each of anti-debris filters represents a cone collected from rings of different diameters with wall thickness 1,5 mm made of stainless steel. Filters differ in width of annular slots (clear dimension) 1,15; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0 mm and consequently in height of flared section (cone). The results obtained are of great practical significance from the position of solving a problem of VVER FA equipping with anti-debris filters. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Материалы реакторов на тепловых нейтронах О результатах испытаний антидебрисных фильтров для тепловыделяющих сборок реакторов Про результати випробувань антидебрисних фільтрів для тепловиділюючих зборок реакторів ВВЕР-440 On results of antidebris filters for fuel assemblies of reactors WWER-440 Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
О результатах испытаний антидебрисных фильтров для тепловыделяющих сборок реакторов |
| spellingShingle |
О результатах испытаний антидебрисных фильтров для тепловыделяющих сборок реакторов Гашенко, В.А. Курсков, В.С. Абакумова, О.Н. Локтионов, В.Д. Материалы реакторов на тепловых нейтронах |
| title_short |
О результатах испытаний антидебрисных фильтров для тепловыделяющих сборок реакторов |
| title_full |
О результатах испытаний антидебрисных фильтров для тепловыделяющих сборок реакторов |
| title_fullStr |
О результатах испытаний антидебрисных фильтров для тепловыделяющих сборок реакторов |
| title_full_unstemmed |
О результатах испытаний антидебрисных фильтров для тепловыделяющих сборок реакторов |
| title_sort |
о результатах испытаний антидебрисных фильтров для тепловыделяющих сборок реакторов |
| author |
Гашенко, В.А. Курсков, В.С. Абакумова, О.Н. Локтионов, В.Д. |
| author_facet |
Гашенко, В.А. Курсков, В.С. Абакумова, О.Н. Локтионов, В.Д. |
| topic |
Материалы реакторов на тепловых нейтронах |
| topic_facet |
Материалы реакторов на тепловых нейтронах |
| publishDate |
2005 |
| language |
Russian |
| container_title |
Вопросы атомной науки и техники |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Про результати випробувань антидебрисних фільтрів для тепловиділюючих зборок реакторів ВВЕР-440 On results of antidebris filters for fuel assemblies of reactors WWER-440 |
| description |
Во ФГУП ЭНИЦ создан экспериментальный циркуляционный стенд ″ Фильтр-1″ , предназначенный для проведения испытаний антидебрисных фильтров применительно к ТВС РУ с водным теплоносителем типа ВВЭР-440 (1000). В процессе выполненного исследования была отработана методика испытаний на стенде ″ Фильтр-1″ , а затем экспериментально оценена эффективность и определены гидравлические характеристики антидебрисных фильтров конической формы. Каждый из антидебрисных фильтров представлял собой конус, собранный из колец различного диаметра с толщиной стенки 1,5 мм, изготовленных из нержавеющей стали. Фильтры отличались между собой шириной кольцевых щелей (размерами в свету) 1,15; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0 мм и соответственно высотой конической части (конуса). Полученные результаты имеют важное практическое значение с позиции решения вопроса об оснащении ТВС ВВЭР антидебрисными фильтрами.
Во ФГУП ЕНІЦ створено експериментальний циркуляційний стенд «Фільтр-1», призначений для випробувань антидебрiсних фільтрів стосовно ТВЗ РУ з водним теплоносієм типу ВВЕР-440 (1000). В процесі виконання досліджень була відпрацьована методика випробувань на стенді «Фільтр-1», а потім експериментально оцінена ефективність та визначені гідравлічні характеристики антидебрісних фільтрів конічної форми. Кожний із антидебрісних фільтрів – це конус, зібраний із кілець різного діаметра з товщиною стінки 1.5 мм, виготовлених із нержавіючої сталі. Фільтри відрізняються між собою шириною кільцевих щілин (розмірами до світла) 1.15, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0 мм і відповідно висотою конічної частини (конуса). Отримані результати мають важливе практичне значення з позиції рішення питання про оснащення ТВЗ ВВЕР антидебрісними фільтрами.
FSUE “EREC” developed a circulation test facility “Filter-1” used for testing of anti- debris filters as applied to VVER-440 (1000) RP FA with water coolant. In the course of investigations performed a test procedure was tested in test facility “Filter-1”, and then the efficiency was evaluated experimentally and hydraulic characteristics of anti-debris filters of conic form were determined. Each of anti-debris filters represents a cone collected from rings of different diameters with wall thickness 1,5 mm made of stainless steel. Filters differ in width of annular slots (clear dimension) 1,15; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0 mm and consequently in height of flared section (cone). The results obtained are of great practical significance from the position of solving a problem of VVER FA equipping with anti-debris filters.
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80395 |
| citation_txt |
О результатах испытаний антидебрисных фильтров для тепловыделяющих сборок реакторов / В.А. Гашенко, В.С. Курсков, О.Н. Абакумова, В.Д. Локтионов // Вопросы атомной науки и техники. — 2005. — № 3. — С. 98-103. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT gašenkova orezulʹtatahispytaniiantidebrisnyhfilʹtrovdlâteplovydelâûŝihsborokreaktorov AT kurskovvs orezulʹtatahispytaniiantidebrisnyhfilʹtrovdlâteplovydelâûŝihsborokreaktorov AT abakumovaon orezulʹtatahispytaniiantidebrisnyhfilʹtrovdlâteplovydelâûŝihsborokreaktorov AT loktionovvd orezulʹtatahispytaniiantidebrisnyhfilʹtrovdlâteplovydelâûŝihsborokreaktorov AT gašenkova prorezulʹtativiprobuvanʹantidebrisnihfílʹtrívdlâteplovidílûûčihzborokreaktorívvver440 AT kurskovvs prorezulʹtativiprobuvanʹantidebrisnihfílʹtrívdlâteplovidílûûčihzborokreaktorívvver440 AT abakumovaon prorezulʹtativiprobuvanʹantidebrisnihfílʹtrívdlâteplovidílûûčihzborokreaktorívvver440 AT loktionovvd prorezulʹtativiprobuvanʹantidebrisnihfílʹtrívdlâteplovidílûûčihzborokreaktorívvver440 AT gašenkova onresultsofantidebrisfiltersforfuelassembliesofreactorswwer440 AT kurskovvs onresultsofantidebrisfiltersforfuelassembliesofreactorswwer440 AT abakumovaon onresultsofantidebrisfiltersforfuelassembliesofreactorswwer440 AT loktionovvd onresultsofantidebrisfiltersforfuelassembliesofreactorswwer440 |
| first_indexed |
2025-11-26T00:09:49Z |
| last_indexed |
2025-11-26T00:09:49Z |
| _version_ |
1850594229335621632 |
| fulltext |
УДК 621.039.587.001.6
О РЕЗУЛЬТАТАХ ИСПЫТАНИЙ АНТИДЕБРИСНЫХ ФИЛЬТРОВ
ДЛЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК РЕАКТОРОВ ВВЭР-440
В.А. Гашенко, В.С. Курсков, О.Н. Абакумова, В.Д. Локтионов
Федеральное государственное унитарное предприятие «Электрогорский
научно-исследовательский центр по безопасности атомных электростанций»,
г. Электрогорск Московской обл., Россия
Во ФГУП ЭНИЦ создан экспериментальный циркуляционный стенд ″ Фильтр-1″ , предназначенный для проведения
испытаний антидебрисных фильтров применительно к ТВС РУ с водным теплоносителем типа ВВЭР-440 (1000). В про
цессе выполненного исследования была отработана методика испытаний на стенде ″ Фильтр-1″ , а затем эксперимен
тально оценена эффективность и определены гидравлические характеристики антидебрисных фильтров конической
формы. Каждый из антидебрисных фильтров представлял собой конус, собранный из колец различного диаметра с тол
щиной стенки 1,5 мм, изготовленных из нержавеющей стали. Фильтры отличались между собой шириной кольцевых
щелей (размерами в свету) 1,15; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0 мм и соответственно высотой конической части (конуса). Полученные
результаты имеют важное практическое значение с позиции решения вопроса об оснащении ТВС ВВЭР антидебрисны
ми фильтрами.
ВВЕДЕНИЕ
Анализ результатов многочисленных исследова
ний негерметичных тепловыделяющих сборок реак
торных установок с водным теплоносителем ТВС
(кассет) различных конструкций показал, что причи
ной преждевременного выхода их из строя в более
чем половине случаев явилось взаимодействие обо
лочек твэлов с присутствующими в теплоносителе
посторонними предметами (дебрисом). При сквоз
ном повреждении оболочки твэла дебрисом и попа
дании теплоносителя под оболочку наблюдается
развитие вторичных дефектов, в том числе выход в
теплоноситель продуктов взаимодействия активного
топлива с водой.
Способом уменьшения числа отказов ТВС по
причине повреждения оболочек твэлов дебрисом яв
ляется установка антидебрисных фильтров.
Антидебрисный фильтр должен удовлетворять
ряду требований, а именно:
− фильтр должен обладать приемлемым гидравли
ческим сопротивлением;
− фильтр, как минимум, не должен ″ухудшать″
поле скоростей на входе в ″активную зону″ ТВС;
− фильтр не должен засоряться в условиях ″залпо
вого″ вброса в ТВС дебриса;
− конструкция фильтра должна логично сочетаться
с конструкцией ТВС.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД
«ФИЛЬТР-1» И ЕГО ОСНОВНЫЕ ЭЛЕ
МЕНТЫ
Во ФГУП ЭНИЦ создан экспериментальный
стенд «Фильтр-1», предназначенный для проведения
испытаний антидебрисных фильтров применительно
к ТВС реакторных установок с водным теплоноси
телем. Принципиальная схема стенда приведена на
рис. 1.
Рис. 1. Принципиальная схема экспериментального стенда ″Фильтр-1″
1 - рабочий участок (РУ); 2 – насос; 3 - холодильник; 4 – грязевики;
________________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. № 3.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (86), с. 98-103.
98
5, 6, 7, 8 – измерительные участки; 9-12, 17, 18 – запорная арматура;
13,14,15,16 –регулирующие клапаны; 19 – фильтр тонкой очистки;
20 – фильтр-ловушка; 21 – бак-расширитель
Стенд представляет собой замкнутый циркуля
ционный контур объёмом около 5,0 м3. В состав
стенда входят следующие основные элементы и си
стемы:
− рабочий участок (РУ) - 1;
− агрегат электронасосный 1Д500-63УХЛ4 – 2;
− холодильник для охлаждения электронасосного
агрегата – 3;
− грязевики на всосе насоса – 4;
− измерительные участки – 5, 6, 7, 8;
− сетчатый фильтр тонкой очистки – 19;
− фильтр-ловушка для улавливания дебриса,
загруженного в загрузочное устройство рабочего
участка – 20;
− бак-расширитель для поддержания уровня воды в
контуре стенда – 21;
− система трубопроводов с арматурой;
− электрооборудование.
Циркуляционный контур стенда выполнен из
труб разного диаметра (∅ 377х9; 273х6; 219х6;
159х4,5; 108х3,5 и 76х3 мм). Заполнение стенда осу
ществляется питательной, артезианской или обессо
ленной водой.
Холодильник 3, представляющий собой кожухо
трубчатый сосуд с поверхностью теплообмена
6 м2, служит для поддержания в контуре стенда за
данной температуры.
РАБОЧИЙ УЧАСТОК (РУ)
РУ стенда «Фильтр-1» (рис. 2) представляет со
бой сборку, состоящую из укороченного макета кас
сеты ТВС, участка установки антидебрисного
фильтра, участка стабилизации потока и загрузочно
го устройства, соединённых между собой фланцевы
ми разъёмами.
Рис. 2. Рабочий участок стенда «Фильтр-1»:
1 – макет ТВС; 2 – антидебрисный фильтр;
3 – участок стабилизации потока; 4 – загрузочное
устройство; 5 – сильфон Т – измерение температу
ры; PD и Р – измерение перепада давления и давле
ния в РУ. Фланцевые разъёмы служат для обеспече
ния разборки и монтажа прозрачных вставок
Внутренняя полость (геометрические размеры)
макета полностью соответствует внутренней поло
сти штатной ТВС (за исключением длины пучка и
кожуховой трубы). Для уменьшения вибраций маке
та ТВС в контуре РУ были установлены сильфоны – 5.
На рис. 3 показана конструкция укороченного
макета (длина 1076 мм) ТВС ВВЭР-440.
Рис. 3. Макет ТВС ВВЭР-440:
1 – пучок твэл; 2 – головка ТВС; 3 – кожуховая
труба; 4, 5, 6, 7,8, 12,13,14 – фланцы;
9, 10 – хвостовик; 11 – антидебрисный фильтр;
15,16,17,18,19,20,21 – болтовые соединения
Кожуховая труба 3 (см. рис. 3) с внутренним раз
мером под ключ 142 мм выполнена из нержавеющей
стали и приварена к головке 2 и хвостовику 9, 10. В
качестве головки макета взята штатная головка. Пу
чок имитаторов твэлов 1 длиной 457 мм содержит
126 штук пустотелых имитаторов твэлов со штатны
________________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. № 3.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (86), с. 98-103.
99
ми заглушками, скрепленными двумя дистанциони
рующими решетками (ДР).
Пучок имитаторов твэлов закреплен на опорной
решетке с помощью штатной шплинтовочной про
волоки.
В качестве хвостовика макета взят штатный
хвостовик, цилиндрическая часть которого на длине
около 100 мм выполнена прозрачной из осветленно
го плексигласа и соединена с остальной цилиндри
ческой частью хвостовика с помощью фланцевых
соединений. Внутренний диаметр прозрачного плек
сигласового соединения составляет 96 мм.
Опорная решетка макета представляет собой
штатную нижнюю решетку и соединена с хвостови
ком не на сварке, а с помощью винтов для обеспече
ния извлечения пучка после испытаний.
Прозрачные окна в кожуховой трубе макета (рис.
4) служат для визуального наблюдения и проведе
ния видеосъемок перемещения дебриса, а именно:
− окно № 1 обеспечивает возможность наблюдения
перемещения дебриса от опорной решетки до 1-й
ДР, включая и её.
− окно № 2 обеспечивает визуальное наблюдение и
видеосъемку входа дебриса в опорную решетку.
Рис. 4. Внешний вид макета ТВС ВВЭР-440:
1 – прозрачное окно № 1; 2 – прозрачное окно № 2;
3 – прозрачный стакан № 3 (место установки
антидебрисного фильтра)
Прозрачный стакан № 3 (место установки анти
дебрисного фильтра) обеспечивает возможность на
блюдения и проведение видеосъемки перемещения
дебриса на подходе к антидебрисному фильтру и их
поведения при контакте с фильтром.
Макет ТВС полностью разборный: снимается ко
жух, меняются сменные антидебрисные фильтры,
извлекается шплинтовочная проволока, имитаторы
твэлов.
Ниже размещена прозрачная труба 3 (см. рис. 2)
dy 96 - участок стабилизации потока, позволяющая
наблюдать (проводить видеосъемку) на длине около
1 метра за характером перемещения дебриса разных
геометрических размеров (длина, диаметр, масса) из
различных материалов и качественно оценить осо
бенности поля скоростей потока по сечению трубы.
В нижней части РУ (см. рис. 2) между фланцами
установлено загрузочное устройство 4, представ
ляющее собой отрезок прозрачной трубы (dy 96) из
осветленного плексигласа наружным диаметром
около 125 мм, толщиной стенки 14 мм и высотой
около 100 мм, опирающийся в нижнем фланце на
нержавеющую сетку с размером в свету 0,4 мм. За
грузочное устройство служит для размещения в нём
дебриса перед проведением экспериментов.
При наблюдении поведения дебриса в загрузоч
ном устройстве фиксируются характер всплытия де
брисных частиц и перемещения их при различных
расходах водного потока в контуре.
СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ
И ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ СТЕНДА «ФИЛЬТР-1»
Контрольно-измерительная система обеспе
чивает контроль работы и регистрацию основных
параметров стенда, а именно расхода воды через ра
бочий участок, перепадов давления на антидебрис
ном фильтре и макете ТВС, температуры воды и
давления в контуре РУ, уровня воды в сосуде.
Контрольно-измерительная система включает в себя
набор датчиков, оптическую видеоинформационную
систему и систему сбора и хранения данных.
В системе используются как стандартные, так и
нестандартные средства измерений. С помощью
стандартных датчиков (типа МЕТРАН) измеряются
расход воды (перепад давления на диафрагме), дав
ление в циркуляционном контуре РУ, а также уро
вень воды в расширительном баке. Измерение тем
пературы воды производится при помощи термомет
ров сопротивления. Нестандартными средствами
обеспечивается проведение видеонаблюдений про
цесса переноса дебриса и эффективности работы
фильтров различной конструкции с последующей
компьютерной обработкой изображений. Видеоси
стема состоит из видеокамер (3 штуки), видеомагни
________________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. № 3.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (86), с. 98-103.
100
1
1
3
2
3
тофона, компьютерной платы видеоввода и компью
тера.
Специальное программное обеспечение позволя
ет записывать, сохранять и обрабатывать как стати
ческие, так и динамические изображения протека
ния процессов.
Часть из перечисленных выше параметров,
например, таких как расход воды и перепад давле
ния, относится к разряду исследовательских измере
ний. Показания этих датчиков регистрируются си
стемой сбора и хранения данных (система АСНИ).
Система АСНИ. В качестве системы АСНИ ис
пользуется специализированный измерительно-вы
числительный комплекс – система сбора данных ре
ального времени H-2000. Система обладает возмож
ностью скоростной передачи данных на компьютер
для их обработки, длительного хранения и визуали
зации.
Специальная программа сбора данных и монито
ринга эксперимента отображает в реальном времени
показания датчиков на мониторе компьютера,
строит графики – временные осциллограммы и запи
сывает данные на жесткий диск компьютера. Интер
фейс программы показан на рис. 5.
Рис. 5. Интерфейс программы
Система видеонаблюдения. Принципиальная
схема видеосистемы стенда «Фильтр-1» показана на
рис. 6. В комплект системы входят видеокамеры вы
сокого разрешения стандарта SVHS и DIGITAL. Для
компьютерной обработки видеоизображения приме
няется специальная плата АЦП, устанавливаемая в
компьютер.
________________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. № 3.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (86), с. 98-103.
101
Рис. 6. Принципиальная схема системы
видеонаблюдений:
1 – видеокамера; 2- осветители; 3- видеомагнито
фон; 4- плата видеозахвата; 5- компьютер;
6 – рабочий участок
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВА
НИЙ
В процессе выполненного исследования на пер
вом этапе была отработана методика испытаний на
стенде «Фильтр-1», а затем экспериментально оце
нена эффективность и определены гидравлические
характеристики антидебрисных фильтров кониче
ской формы, разработки ОАО МСЗ и ОКБ «Гидро
пресс». Каждый из антидебрисных фильтров
(рис. 7) представлял собой конус, собранный из ко
лец различного диаметра с толщиной стенки 1,5 мм,
изготовленных из нержавеющей стали. Фильтры от
личались между собой шириной кольцевых щелей
(размерами в свету) 1,15; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0 мм и соот
ветственно высотой конической части (конуса).
Рис. 7. Внешний вид антидебрисных фильтров
В процессе наладочных пусков стенда было ис
следовано (без дебриса) влияние положения
фильтра (конусом вверх или вниз) на величину
перепада давления, которые показали, что положе
ние антидебрисного фильтра на величину перепада
давления практически влияния не оказало. Далее все
эксперименты были проведены при установке
фильтра конусом вверх.
В качестве базового при выполнении программы
исследований был принят сценарий эксперимента,
при котором:
− в загрузочное устройство загружался
определенный, одинаковый для всех
выполненных экспериментов, набор дебриса
(различного геометрического размера из
различного материала);
− стенд заполнялся водой, включался насос и
устанавливался (дискретно) требуемый расход
теплоносителя через рабочий участок от 0 до 130
м3/ч при температуре (25±5) °С;
− процесс эксперимента контролировался
системами КИП и АСНИ стенда и
видеосистемой. При этом фиксировались
текущие параметры процесса (температура
теплоносителя, давление перед РУ и перепад
давления на нём).
Оценка эффективности работы антидебрисных
фильтров осуществлялась путём:
− визуального (и видео) наблюдения в процессе
проведения испытаний;
− подсчета количества дебриса, прошедшего
фильтр;
− измерения перепада давления на участке макета
ТВС в процессе проведения испытаний;
− визуального осмотра антидебрисного фильтра и
макета ТВС.
После каждого эксперимента производилась раз
борка РУ: извлекались – загрузочное устройство,
фильтр, макет ТВС и подсчитывалось количество
каждого вида дебриса, обнаруженного в различных
зонах РУ (всего по высоте РУ было определено 10
зон, в которых мог застревать дебрис).
Как показал анализ полученных результатов, с
увеличением размера в свету фильтра увеличивается
число дебриса, прошедшего через фильтр, далее че
рез опорную и ДР и вышедших из ТВС.
Чтобы оценить эффективность задержания де
бриса исследуемыми антидебрисными фильтрами,
по сравнению с таковой у макета ТВС без фильтра
был проведен эксперимент на ТВС, не защищенной
антидебрисным фильтром. В загрузочное устрой
ство был помещен тот же набор дебриса, что и в экс
периментах с антидебрисными фильтрами.
Согласно полученным результатам количество
дебриса, застрявшего в макете ТВС, и дебриса, про
шедшего его, примерно в 2 раза больше, чем при ис
пытании макета ТВС с фильтрами с размерами в
свету (1,5 и 2,0 мм).
Наименее эффективным по задержанию дебриса
оказался фильтр с размером в свету 4,0 мм.
Анализ полученных результатов показал, что
перепад давления на макете ТВС с фильтром зави
сит от размера в свету антидебрисного фильтра –
возрастает с его уменьшением.
Абсолютные значения перепада давления, а так
же вклад в перепад давления антидебрисных
фильтров (гидравлическое сопротивление) при мак
симальном расходе 130 м3/ч приведены в таблице.
Эффективность и гидравлическое сопротивление антидебрисных фильтров
Исполнение макета ТВС Эффективность задержания
дебриса, %
Перепад
давления, кПа
Перепад
давления на фильтре, кПа
Макет ТВС с фильтром 1,15 мм 83,4 62 31
Макет ТВС с фильтром 1,5 мм 75,8 55 24
Макет ТВС с фильтром 2,0 мм 68,9 52 21
Макет ТВС с фильтром 3,0 мм 60,2 40 9
Макет ТВС с фильтром 4,0 мм 44,7 39 8
Макет ТВС без фильтра 46,0 31
________________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. № 3.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (86), с. 98-103.
102
В качестве представляющего практический ин
терес результата проведенных испытаний можно от
метить, что мелкий дебрис (проволока длиной от 5
до 50 мм ∅1; 1,2; 2,0 мм, шайбы толщиной 1мм и ∅
6 мм, циркониевые пластинки толщиной 0,5 мм), ко
торый проходил через фильтр, в большинстве своём
уносился потоком теплоносителя через проливные
отверстия хвостовика к периферии ТВС и застревал
между кожухом и поверхностью твэлов. Такое рас
положение дебриса затрудняло выемку макета ТВС
из кожуха (происходило заклинивание дебриса и
ДР, что приводило к её повреждению (рис. 8). Дан
ные по эффективности задержания дебриса
фильтрующими устройствами представлены в та
блице. Видно, что с уменьшением размера в свету
атидебрисных фильтров увеличивается эффектив
ность задержания дебриса.
Экспериментально установлено (показано) так
же, что проволока длиной 200 мм ∅ 1,2; 2,0 и 3,0 мм
может проходить через фильтры с размерами в све
ту 2,0; 3,0 и 4,0 мм соответственно.
Рис. 8. Характер повреждения ДР при выемки ТВС
Количество дебриса, имеющего значительную
длину (от 50 до 200 мм) и вошедшего в кассету,
крайне незначительно (наблюдались единичные
случаи проникновения дебриса при испытании
макета ТВС без антидебрисного фильтра, с
фильтрами с размерами в свету 3,0 и 4,0 мм, а также
с фильтрующим устройством в виде сочетания
опорная решетка и ДР).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Полученные результаты имеют важное
практическое значение с точки зрения решения
вопроса об оснащении ТВС ВВЭР антидебрисными
фильтрами.
Целесообразно проведение дальнейших работ по
совершенствованию конструкций антидебрисных
фильтров, направленных на:
− повышение антидебрисной эффективности
фильтров;
− несущественное увеличение гидравлического со
противления ТВС, оснащенных фильтрами;
− сглаживание поля скоростей теплоносителя на
входе в сборку;
− выполнение одновременно нескольких функций
(крепления твэлов в опорной решетке, антивибра
ционного устройства, регулятора полей скоростей
теплоносителя и т.д.).
ПРО РЕЗУЛЬТАТИ ВИПРОБУВАНЬ АНТИДЕБРИСНИХ ФІЛЬТРІВ
ДЛЯ ТЕПЛОВИДІЛЮЮЧИХ ЗБОРОК РЕАКТОРІВ ВВЕР-440
В.О. Гашенко, В.С. Курсков, О.М. Абакумова, В.Д. Локтіонов
Во ФГУП ЕНІЦ створено експериментальний циркуляційний стенд «Фільтр-1», призначений для випробувань анти
дебрiсних фільтрів стосовно ТВЗ РУ з водним теплоносієм типу ВВЕР-440 (1000). В процесі виконання досліджень була
відпрацьована методика випробувань на стенді «Фільтр-1», а потім експериментально оцінена ефективність та визначені
гідравлічні характеристики антидебрісних фільтрів конічної форми. Кожний із антидебрісних фільтрів – це конус, зібра
ний із кілець різного діаметра з товщиною стінки 1.5 мм, виготовлених із нержавіючої сталі. Фільтри відрізняються між
собою шириною кільцевих щілин (розмірами до світла) 1.15, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0 мм і відповідно висотою конічної частини
(конуса). Отримані результати мають важливе практичне значення з позиції рішення питання про оснащення ТВЗ ВВЕР
антидебрісними фільтрами.
ON RESULTS OF ANTIDEBRIS FILTERS FOR FUEL ASSEMBLIES
OF REACTORS WWER-440
________________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. № 3.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (86), с. 98-103.
103
V.A. Gashenko, V.S. Kurskov, O.N. Abakumova, V.D. Loktionov
FSUE “EREC” developed a circulation test facility “Filter-1” used for testing of anti- debris filters as applied to VVER-440
(1000) RP FA with water coolant. In the course of investigations performed a test procedure was tested in test facility “Filter-1”,
and then the efficiency was evaluated experimentally and hydraulic characteristics of anti-debris filters of conic form were deter
mined. Each of anti-debris filters represents a cone collected from rings of different diameters with wall thickness 1,5 mm made
of stainless steel. Filters differ in width of annular slots (clear dimension) 1,15; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0 mm and consequently in height
of flared section (cone). The results obtained are of great practical significance from the position of solving a problem of VVER
FA equipping with anti-debris filters.
________________________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. № 3.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (86), с. 98-103.
104
|